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    [技术]MTF计算 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-11-09
    描述 a_^\=&?'  
    Q",t3i4  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 Gt8M&S-;  
    >NGj =L<  
    建立系统 ;>U2|>5V  
    ?8H8O %Z8  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 /Iu 1L#  
    !]A  
    &)# ihK_  
    jodIv=C  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 k{R>  
             IEL%!RFG  
         <6%?OJhp  
                   nY[WRt w  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 :;%2BSgFU  
    p}}R-D&K  
    yM6pd U]i  
    UP$.+<vm  
    D=A&+6B@-  
    h6L&\~pf  
    ;Zcswt8]u  
    4@+`q *  
    VD;01"#'  
        
    kYE9M8s;  
    分析 ^2:p|:Bz!l  
    ;>%r9pz ~  
    这个系统的点扩散函数: \i>?q   
      •    Log (Normal PSF) CImWd.W9~  
    •    λ = 0.55 mm %Bj\W'V&p  
    •    0.32 waves 3rd order spherical k&M;,e3v6  
    •    EPD = 10 mm v4a8}G  
    •    f/# = 9.68 `$Y.Y5mGtJ  
    点扩散函数如下图: ydEoC$?0  
    ^ox=HNV  
    /cUO$m o  
           6$hQ35  
    L8@f-Kk  
    系统的点扩散函数是: ^x]r`b  
    •     Log (Normal PSF) udK%>  
    •     λ = 0.55 mm i'<[DjMDlm  
    •     1 wave 3rd order spherical dM.f]-g  
    •     EPD = 13.31 mm wA ,6bj  
    •     f/# = 7.27 RT4x\&q  
    点扩散函数如下图: A;q9rD,_  
    mX"oW_EK  
    +uF>2b6'  
    ,C\i^>=  
    演算 .fqN|[>  
    olB.*#gA  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: ;$,U~0  
               G{~J|{t\yz  
    tn\yI!a  
    Pjf"CW+A  
    在这个等式中变量定义如下: G6Axs1a  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) @Rze| T.  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) d UE,U=  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx [C 7^r3w  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 94`7a<&ZNL  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) ^]Y> [[  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) R{`(c/%8  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) h%na>G  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 C\3rJy(VJ  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 <18(  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) caR<Kb:;*  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) H\"sgoJ  
    •     F == focal length(焦距 >0y'Rgfe  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) *\a4wZ6<3  
    wD}l$ & +  
    比较 Vi$~-6n&  
    4}baSV  
    在下图中: m#Jmdb_  
    透镜EPD=10mm h|9L5  
    截止频率=184lp/mm dh\'<|\K  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 edq4D53  
         9 RgVK{F  
    wc@X.Q[  
    在下面的图表中: V*;(kEqj  
    透镜EPD=13.31 mm St9?RD{4;  
    截止频率=250 lp/mm #powub  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm r EE1sy/#  
         B2vh-%63  
    |Pax=oJ\M  
    \A#41  
    杂散光对评价函数的影响
    a 7 V-C  
    wh`"w7br  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 T@B/xAq5!  
    Zd%k*BC  
    K:[F%e  
    oG?Xk%7&\  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: /)>3Nq4Zx  
    |$Sedzj'  
    rl;~pO5R9  
     
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